一文详解|锂电池安全性能测试

众所周知，安全性是锂离子电池的重要性能指标之一，也是影响锂电池生产、储运、应用等各环节安全的重要因素。

相对于其他性能而言，锂离子的安全性能显得尤为重要。

针对锂离子电池的安全性能，国际上早已制定了十分严格的标准，一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件：

而为了确保锂离子电池的安全稳定，在锂电池制造过程中，研究人员也进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。

1、135℃自动关闭隔膜保护

锂电池采用的是国际先进的PE-PP-PE三层复合膜。当电池组升温至120℃时，PE复合膜两侧的膜孔闭合，会造成电池内阻增大，锂离子电池内部温度随之降低。

当锂离子电池温度达到135℃时，PP膜孔闭合，锂离子电池内部电路断开，锂离子电池不再升温，保证了锂离子电池的安全性和可靠性。

2、向电解液中加入添加剂

在电池过充与其电压高于4.2V的条件下，电解液添加剂会与电解质中的其他物质聚合，锂离子电池内阻将会大幅度增加，并在电池内部形成局部断路，让锂电池温度不再升高。

3、锂电池电池外壳复合结构

锂离子电池盖采用的是缺口防爆球结构。当锂离子电池升温时，锂离子电池内部的副反应将更加剧烈，产生大量气体，使内部压力增大。当压力达到一定程度时，缺口将破裂，排出气体。

4、各种环境破坏测试

在电池出厂前，将会进行各项破坏测试，如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等，以考察电池在电化学作用、机械作用、热作用和环境作用等实际使用环境条件下的安全性能。

电化学作用包括过充电、过放电、外部短路和强制放电等。

过充电测试方法和标准:将电池放完电后,先恒流充电至试验电压(4.8V),再恒压充电一段时间,要求电池不起火、不爆炸。

短路测试方法和标准:电池完全充满电后,将电池放置在恒温(20℃±5℃)环境中,用导线连接电池正负极端,短接一定时间(24h),要求电池不起火、不爆炸,最高温度不超过规定值(150℃)。

机械作用包括跌落、冲击、钉刺、挤压、振动和加速等。

针刺测试方法和标准:用耐高温钢针以一定速度(10~40mm/s),从垂直于电池表面方向贯穿,要求电池不爆炸、不起火。

振动测试方法和标准:将电池充满电后,将电池紧固在振动试验台上,进行振动测试(正弦测试:每个方向进行12个循环,各方向循环时间共计3h的振动),电池不起火、不爆炸、不漏液。

热作用包括焚烧、沙浴、热板、热冲击、油浴和微波加热等。

热安全测试方法和标准:将电池充满电后放入试验箱中,试验箱以一定温升速率(5℃/min)升温到一定温度(130℃)后恒温一定时间(30min),要求电池不起火、不爆炸。

环境作用包括减低气体压力、浸没于不同液体中、处于不同高度和处于多菌环境等。

低气压测试方法和标准:将电池充满电后,放置于恒温(20℃±5℃)真空箱中,抽真空将压强降至一定压强(11.6kPa),并保持一定时间(6h),要求电池不起火、不爆炸、不漏液。

随着新能源电动车市场的扩大，锂离子电池安全越发引起重视。相信随着锂离子电池行业的发展和技术进步，锂电池的测试方法和标准会更加严格，其带来的安全隐患将也被最大程度地排除。